金泰賢 공학박사 / (주)디오 대표이사 1. 서론 최근들어 자녀들이 아토피성 피부염으로 고민하는 가정이 늘고 있고 호전은 되었지만 완치 되었다는 말은 쉽게 들리지가 않는다. 그 이유는 감염경로가 다양하고 원인을 찾아 치유하기가 어렵기 때문이다. ‘아토피’라는 뜻은 희랍어로 ‘불가사의한’이란 의미를 가지며 따라서 ‘아토피성 피부염’은 ‘불가사의한 피부염’ 다시말해 알기 어렵고 고치기도 어려운 피부염의 증세를 의미한다. 이러한 증상의 주요원인이 실내에서의 진드기와 집먼지(house dust), 건자재, 가구에서 배출되는 유해화학물질과 연관이 있다는 것이 알려지면서 실내 공기에 대한 관심이 높아지고 있다. 새집증후군(SHS:sick house syndrome) 혹은 빌딩증후군(SBS:sick building syndrome)이라고 표현하는데 이는 직역하면 ‘아픈기운(病氣)이 있는 집’으로서 건축재료와 가구에서 사용되는 신건재로부터 발생되는 유해화학물질에 의해 실내공기의 복합적 오염이 원인이 되어 사회 문제화 된 것이다. 증상을 보면 주로 두통, 눈, 코 등의 점막자극, 불쾌감, 알레르기, 아토피성 피부염, 비염, 권태감, 불면, 정서불안정, 불임 등을 비롯하여 빌딩증후군의 원인으로 보는 증상들은 실제로 많다. 이와 비슷한 증상으로서 화학물질과민증이 있는데 사람에 따라 차이는 있지만 화학물질에 장기간 노출되면 발병하며 이후에는 미량의 화학물질을 접촉해도 쉽게 발병하고 완치가 거의 불가능하며 이로 인해 사회생활하기가 곤란한 새로운 개념의 질병이다. 이러한 원인은 건축기술이 발달한 현대사회에서 발생되는 병으로서 공동주택의 경우 에너지손실을 최소화 하기 위해 기밀성이 높은 자재를 사용하고 실내공기의 환기부족에 가장 큰 원인을 두고 있다. 따라서 실내공기를 오염시키는 오염원의 특성과 실내에서의 미치는 영향을 조사하여 합리적인 대책을 조기에 마련하는 것이 무엇보다 중요하다. 2004년 5월부터 시행예정인 ‘실내공기질관리법’도 다중이용시설에 있어서 위와 같은 실내오염원으로부터 방출되는 유해물질의 양을 최소화하여 국민건강을 개선시키고 이를 위한 평가기준과 의무사항을 통해 실행적, 법적 기준을 마련하는데 목적이 있다. 또한 실내에 사용되는 건자재의 환경표지제도, 친환경 건자재인증제도, 그린빌딩 인증제도 역시 동일한 취지에서 시행하는 제도이다. 본 고에서는 실내공기질관리법의 개요와 실내공기를 오염시키는 건자재의 유해성을 살펴보고 이에 대한 대책으로서 세라믹스업계의 대응방안에 대하여 논의해 보고자 하였다. 2. 실내오염물질과 실내공기질 관리법 가. 실내오염물질 실내에서 발생되는 오염물질은 미세먼지나 중금속과 같은 입자상 오염물질과 물질의 연소과정에서 배출되는 각종가스(일산화탄소, 이산화질소, 아황산가스), 건축자재에서 방출되는 휘발성유기화합물(VOCs), 포름알데히드(HCHO) 등과 같은 가스상오염물질, 그리고 미생물 등으로 크게 분류 할 수 있다. 가스상물질은 일반적으로 비점이 낮고, 증기압이 높은 물질들이고, 입자상물질은 금속, 하우스더스트, 꽃가루, 고비점의 유기화합물을 포함하며, 특히 미세입자(微細粒子)는 가스상물질이 응집, 응축 등에 의해 생성된 물질이다. 표 1에 실내오염물질의 형태별 분류를 나타내었다. 오염물질 가운데 특히 건자재에서 발생되는 화학물질이 인체에 미치는 영향을 표 2에 나타내었다. 표 2에서 처럼 대부분의 건자재가 합판, 접착재, 벽지, 페인트로서 세라믹스가 아닌 유해화학물질을 원료로 한 것으로서 값이 싸고, 대량생산이 가능하고, 사용하기 편리하다는 장점이 있으나 인체와 환경에 대한 유해성을 근원적으로 차단하기가 어려운 단점을 가지고 있다. 나. 실내공기질 관리법의 개요 2004년 5월 30일부터는 지하역사, 터미널과 같은 다중이용시설을 새로 짓거나 증·개축할 때 포름알데히드 등의 오염물질을 다량 방출하는 건축자재의 사용을 금지하는 실내공기질 관리의 법적 규제가 시행될 예정이다. 다중이용시설의 소유자와 점유자는 국가에서 실시하는 실내공기질 관리교육을 의무적으로 이수하고, 공기정화설비, 환기시설을 반드시 설치하는 의무조항이 있으며, 정부에서는 ‘오염물질방출건축자재’를 고시하고 이들 재료의 다중이용시설에서 사용이 전면 금지되고 실내공기질을 주기적으로 측정해야하는 조항이 있다. 또한 신축되는 공동주택의 실내공기질을 관리하기 위해 입주개시 전에 반드시 실내공기질을 측정하고 입주민에 공고해야 하며 이를 위반할 경우 과태료를 부과하는 조항이 포함되어 있다. 또한 정부는 총VOCs 및 포름알데히드에 대한 건축자재의 인증등급기준을 설정(표 3참조)하고 특히 오염물질 다량방출 농도기준(인증등급에서 등급외)을 공시하여 사용자들에게 이에 대한 정보를 제공하여 그 목적을 두고 있다. 다. 친환경 건축자재와 건강주택 실내에서 사용되는 대부분의 건축자재는 유해화학물질을 포함하고 있다. 실내의 바닥재, 마감재 및 가구를 고급화하기 위해서는 원목과 같은 천연소재를 사용하는 것이 바람직하나 대량생산 및 비용적 측면에서 천연소재와 비슷한 질감을 가지는 화학물질을 포함하는 자재의 대체사용이 늘면서 실내공기질의 환경은 더욱 나빠지게 되었다. 특히 국내 도료산업은 국내 휘발성유기화합물(VOCs) 총 배출량의 약 50%에 달하는 막대한 환경오염 부하량을 차지하고 있는 대표적인 공해산업중의 하나이다. 최근들어 친환경페인트의 국내시장이 성장추세에 있으면서 독일, 미국 등지에서의 수입하는 친환경페인트와 국내개발 친환경페인트간의 시장경쟁이 앞으로 더욱 치열해질 전망이다. 기존의 화학페인트(수성페인트)는 결합재로서 사용되는 합성수지에멀젼에서 미반응의 모노머(휘발성유기화합물 다량함유)를 대폭 감소하여 만든 eco-emulsion 도료(저취형), 식물성 천연원료로 만든 천연도료, 동물성 단백질을 추출가공하여 만든 천연도료, 알카리 실리케이트(규산칼륨, 규산칼슘)를 주성분으로 하여 제조되는 무기질 미네럴도료, 점결성 원료로 제조되는 clay paint 등 친환경 도료의 종류도 다양하게 출시되고 있다.(표 4참조) 이 가운데에서도 세라믹스 건자재업체와 관련하여 미네럴페인트, 황토페인트와 황토를 이용한 벽바름재들이 건축시장에서 고객의 지대한 관심을 끌고 있다. 친환경 건축자재를 에코건자재(Eco building materials)라 칭하며, 마감재의 경우는 화학적 항곰팡이제, 방부제, 석면의 사용을 금지한 제품, 벽지에서는 실크벽지와 같은 염화비닐을 대체하는 천연벽지, 바닥재의 경우는 저독성에폭시를 접착제로 사용하거나 접착재를 전혀 사용하지 않는 원목마루, 도료의 경우는 앞에서 설명한 바와 같은 친환경페인트, 접착제의 경우는 유기용제, 포름알데히드가 포함되지 않은 천연수지에서 추출한 천연계 접착제, 수납장, 문 등의 가구류에는 방부제나 방충제를 천연원료를 사용한 제품 등이 포함된다. 특히 타일의 경우 곰팡이, 진드기, 알레르기의 발생을 억제할 수 있고, 탈취기능은 물론, 포름알데히드를 흡착하는 규조토세라믹스타일이라든지, 자원의 유효이용차원에서 폐유리와 소각회를 원료로 하여 만든 리사이클링타일 등이 에코건자재로 볼 수 있다. 이와같은 에코건자재를 이용하여 집을 인테리어 하거나 리모델링하여 가족의 건강을 지키기 위한 다양한 건강주택을 설계하고 시공하는 사업도 향후 발전 가능성이 클 것으로 여겨진다. 3. 세라믹스건자재업계의 대응전략 세라믹스건자재업체중에는 내장재업체, 도장재업체가 직접적으로 실내공기질분야와 관련성이 있으며, 급수위생재, 구조재, 방수단열재업체의 경우는 직접적인 관련성은 적다고 여겨진다. 특히 실내 화학물질의 대부분이 벽지와 바닥재, 가구의 접착제에서 발생하므로 이들 소재를 바꿀 수 있는 세라믹스 대체제품이 필요하다. 예를들면 벽지를 대신할 수 있는 세라믹스 도장재나 마감재의 개발도 한가지 방법이다. 세라믹스는 항균성, 항곰팡이성과 같은 바이오 특성이 유기고분자재료에 비해 월등히 우수하고, 난연성, 원적외선방사, 마이너스이온의 효과도 기대할 수 있는 부가적인 기능성을 가지고 있으므로 다양한 벽재, 천정재, 바닥재의 제품개발은 시장경쟁력이 매우 큰 분야로 볼 수 있다. 국내에서도 실내 마감재, 친환경 콘크리트 표면처리재분야에서도 여러 가지 신제품이 출시되고 있다. 원적외선, 마이너스이온특성을 이용한 바이오세라믹 코트와 광촉매코팅재, 그리고 광촉매 기술을 활용한 마감재, 단열 및 결로성능이 우수한 단열재, 황토, 화산재, 포졸란을 이용한 마감재 등 그 종류가 매우 다양하다. 그러나 관련규격이 도료의 경우 KS M 5320(합성수지 에멀젼도료 내부용), 벽바름재의 경우 KS F 4715(얇은 마무리용 벽 바름재)로서 이들 규격에는 실내공기질에서 요구하는 환경기준이 포함되어 있지 않고 성능기준은 있지만 실제 다양한 원료특성과 기능성을 고려해 볼때 관련제품의 환경품질규격의 정비가 필요한 실정이다. 따라서 실내공기질관리법에서 요구하는 인증등급을 만족하기 위한 세라믹스 마감재업계의 조속한 대응이 우선 요구된다고 볼 수 있다. 포름알데히드의 경우 일본에서는 포름알데히드방산등급(放散等級)을 받기위해서는 일본도료공업회, 일본건축마감재공업회, 일본방적검사협회 등 협회마다 표준화된 규격(소형챔버법)을 통해 등급을 인정하므로 해당건자재 관련협회의 검증을 통과해야만 시장에서 제품판매가 가능할 뿐 아니라 업체마다 최고등급을 받기위한 개발경쟁이 치열하다. 선진국의 경우 환경라벨링 국제 표준화제도 ‘환경성적표지규격’이 이미 시행중에 있다. 특히 스웨덴, 핀란드, 덴마크, 노르웨이가 연합하여 구성한 북유럽국가연합회(SCANVAC)에서는 총휘발성유기화합물의 방출량을 기준으로 건자재를 3단계로 분류하고 있다. 우리나라 역시 환경마크협회에서 환경표지인증제도를 시행하고 있다. 그러나 실내공기질과 관련하여 시행중인 건자재의 품목이 페인트와 목재성형제품 등 일부에 국한되어있어 다양한 품목의 기준설정이 필요하다. 세라믹스제품은 환경, 성능, 기능성이 화학물질을 포함하는 건자재에 비해 우수한 장점이 있으나 가격이 비교적 비싸고, 대량생산의 어려움, 시공성, 작업성이 일부 단점으로 지적되고 있어 이에 대한 해결이 우선 요구된다. 또한 고속철의 경우도 레일이 있어야 차량이 지나가듯이 제품만 만드는 것이 아니라 제품의 시공기술, 친환경제품을 이용한 건강주택설계, 인테리어, 리모델링 기술도 같이 발전해야 시장창출이 빨라진다는 점을 간과해서는 안된다. 세라믹스 업체중에는 천연광물질원료를 판매하거나 광물질을 가공합성하여 제조된 기능성 원료를 생산, 판매하는 분야가 있다. 특히 실내공기질과 관련하여 원적외선방사체, 마이너스이온 방사체, 광촉매 원료업체 및 광촉매응용제품업체들은 협회를 만들어 고객과 시장에 신뢰를 주기 위해 품질 표준화 연구, 기술홍보, 마케팅을 공동으로 추진하는 활동을 하고 있다. 그러나 협회의 이력이 짧다보니 선진국에 비해 협회홍보가 아직 미비한 실정이다. 앞으로 관련업체간의 교류와 연구회활동을 통해 협회가 빠르게 성장해야 할 것으로 여겨진다. 4. 결론 ‘콘크리트 주택은 9년 일찍죽게 한다.’라는 책에서 질병으로 공인받은 것은 아니지만 초고층 공동주택에서 사는 사람들이 목조주택에 사는 사람에 비해 9년 일찍 죽는 이유를 콘크리트 스트레스(Concrete Stess)에 기인한다고 보았다. 즉 콘크리트에서 발생되는 냉복사(冷輻射)에 의한 스트레스로 인하여 사람들의 수명이 단축된다는 점을 쥐를 이용한 실험을 통해 입증해 보이면서 날로 고층화되고, 기밀성이 높아지는 고층아파트, 주상복합건물과 같은 현대건축물의 문제점을 신랄하게 지적하였다. 이책 뿐 아니라 ‘곰팡이, 진드기 퇴치법’, ‘천연소재로 만든 건강주택’, ‘실내오염과 알레르기’, ‘마이너스 이온의 비밀’, ‘광촉매의 세계’, ‘원적외선의 효과’ 등 주택의 유해한 환경의 문제점과 개선방법에 관한 다양한 방안들에 대한 책과 사례들이 최근 일본에서는 많이 출시되고 있다. 한가지 방법으로서 친환경 천연소재로서 규조토(Diatomaceous Earth), 숯(Charcoal), 화산재, 광촉매를 응용한 건자재들로서 포름알데히드와 유해화학물질이 발생되지 않는 단계에서 최근에는 흡착, 분해기능을 가진 건자재에 이르기까지 발전하였다. 국내의 경우도 황토, 맥반석, 옥, 일라이트(Illite), 용암석(Scoria)등과 같은 천연 광물질을 응용한 건자재의 제품이 쏟아져 나오고 있으나 아직 제품의 품질검증을 위한 표준화가 미비한 것이 아쉽다. 건자재에 있어서 휘발성유기화합물, 포름알데히드, 중금속과 같은 오염물질의 방출기준, 항균, 살균 및 항곰팡이성능, 유해가스에 대한 탈취성능과 같은 실내환경과 관련된 허용기준이 정해지고 의무적으로 시행되어 자연스럽게 업체들간의 친환경제품의 개발경쟁을 유도하고 고객으로 하여금 선택의 폭을 다양화 함으로써 친환경세라믹건자재업체가 시장경쟁력을 발휘할 수 시대가 빨리 오기를 기대해 본다. 표 1. 실내오염물질의 형태별 분류 구분 중분류 세분류 무기가스 아황산가스(SO3), 이산화질소(NO2), 일산화탄소(CO), 오존(O3) 가스상 물질 유기가스 포름알데히드, 아세트알데히드, 벤젠, 디클로로벤젠, 펜타클로로벤젠, 부틸아세테이트, 톨루엔, 자일렌, 스틸렌, 무기질 납(Pb), 카드뮴(Cd), 망간(Mn), 구리(Cu), 석면(Asbestos) 입자상 물질 유기질 니오로필렌, 프탈산 에스테르류, 인산에스테르류 미생물 병원성세균(대장균, 포도상구균), 진드기, 곰팡이(진균) 표 2. 건자재에서 사용하는 화학물질이 인체에 미치는 영향 화학물질 사용 건자재 인체에 미치는 영향 사용되는 화학물질 포름알데히드 도료, 합판, 벽지 및 발암성, 발암촉진작용, 포르말린 접착제 아토피성 피부염, 알러지 유기인계 벽지, 합판 발암성, 급성독성, 두통, 시력저하, 훼니토로치온, 휀치온, 화학물질 전신권태감, 발한, 의식혼탁 인산토리에스테르류 도료, 접착제, 발암성, 마취작용, 두통, 어지럼증, 초산부틸, 톨루엔, 유기용제 비닐크로스 눈코귀의 자극, 구토, 피부염, 크실렌, 아세톤 중추신경계 장애 프탈산 벽지의 가소제, 발암성, 호르몬이상, 생식이상, DOP(DOHP), 화합물 도료 소화불량, 중추신경장애, 설사, DBP, BBP 위장장애, 구토 유기염소 비닐벽지 뇌종양, 간장암, 폐암, 유방암, 모노염화비닐 화합물 임파선암, 어지럼증, 손발의 절임 (다이옥신 방부처리목재 종양, 백혈병, 태아기형, 피부장해, 펜타클로로 페놀 발생물질) 합판의 방충제 간장장해, 식욕부진, 불면, 권태감, (能登春男他著『住まいの汚染度完全チェツク) 표 3. 건축자재의 인증등급(안) (단위:㎎/㎡·h) 구분 일반자재 및 페인트 접착제 비고 1등급 총휘발성유기화함물 0.2 미만 0.5 미만 녹색 포름알데히드 0.05 미만 0.125 미만 2등급 총휘발성유기화함물 0.2 이상~0.4 미만 0.5 이상~1.5 미만 황색 포름알데히드 0.05 이상~0.125 미만 0.125 이상~0.4 미만 3등급 총휘발성유기화함물 0.4 이상~4.0 미만 1.5 이상~10.0 미만 은색 포름알데히드 0.125 이상~1.25 미만 0.4 이상~4.0 미만 등급 외 총휘발성유기화함물 4.0 이상 10.0 이상 적색 포름알데히드 1.25 이상 4.0 이상 (1등급:최우수 친환경 건축자재, 2등급:우수 친환경 건축자재, 3등급:일반 건축자재, 등급 외:오염물질 다량 방출 건축자재) 표 4. 친환경페인트의 종류 구분 천연 페인트 미네럴 페인트 저취형 페인트 clay paint 바인더 식물성(오렌지유, 송진, 아마인유) 규산칼륨 저VOCs 황토, 규조토, 동물성(카제인, 콜라겐) 천연원료 규산칼슘 아크릴에멀젼 일라이트 주용도 내벽용, 목공용 내벽용, 외벽용 내벽용 내벽용, 천정용 특징 장점 인지도, 친환경성 성능, 기능성, 친환경성 가격, 시공성 건강, 친환경성 단점 가격, 품질 가격, 시공성 저독성(유해물질함유) 가격, 시공성